時序電路設(shè)計實驗報告.docx

實驗報告常用電子儀器的使用與二端口網(wǎng)路參數(shù)的測量方法實驗?zāi)康模毫私怆娮邮静ㄆ鳎⊿S7804/7810）、函數(shù)信號發(fā)生器（EE1642B1）、直流穩(wěn)壓電源（DH1718E-4）等幾種常用電子儀器的原理、主要技術(shù)指標(biāo)。熟悉示波器狀態(tài)的正確掌握方法（包括亮度、聚焦、觸發(fā)源與觸發(fā)方式、耦合方式、Y軸衰減器與時基單元等），掌握用示波器測量直流電源、交流電壓（包括幅度、頻率、相位差）、時間間隔以及脈沖波形的上升沿、下降沿等參數(shù)的方法。掌握函數(shù)信號發(fā)生器的正確調(diào)整方法。包括包括頻率范圍、頻率微調(diào)、占空比、直流偏移、輸出衰減、輸出幅度等的調(diào)節(jié)。結(jié)合常用電子儀器的使用，學(xué)習(xí)二端口網(wǎng)路主要參數(shù)（輸入電阻、輸出電阻、增益、幅頻特性等的測量方法。學(xué)習(xí)用示波器測量電路的電壓傳輸特性。學(xué)習(xí)信號發(fā)生器直流偏移功能的應(yīng)用。實驗原理：電子示波器（SS7804）的使用方法：1.按下電源開關(guān)打開示波器。2.調(diào)節(jié)亮度旋鈕，若掃描線未顯示，使用尋跡開關(guān)尋找。3.將CH1/CH2連出的線連到校準(zhǔn)信號輸出端，檢驗Y軸靈敏度和X軸的掃描速度。4.將要測的信號接入CH1/CH2，根據(jù)要求調(diào)整示波器的AC/DC檔。調(diào)節(jié)Y軸位移旋鈕，使掃描線移動到顯示器正中間，再調(diào)整水平位置微調(diào)鍵使掃描線停止不動。5.利用游標(biāo)或屏幕的顯示數(shù)據(jù)來完成實驗內(nèi)容。函數(shù)信號發(fā)生器（EE1642B1）的使用方法：1. 按下電源開關(guān)，打開信號發(fā)生器。2. 使用函數(shù)輸出波形選擇鍵選擇輸出波形。3. 調(diào)節(jié)APML鍵調(diào)節(jié)函數(shù)信號的輸出幅度。，再用RATE4. 按下頻率范圍選擇鍵選擇頻率范圍，調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)旋鈕粗調(diào)頻率，再用RATE鍵微調(diào)頻率。脈沖波形的主要參數(shù)及示波器的測量方法：1. 脈沖幅度Vm：指波形高低電平的差。先調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定波形，再調(diào)節(jié)v-t-OFF按鈕，使游標(biāo)水平，再使用TCK/C2按鈕并配合FUNCTION旋鈕使游標(biāo)與波形相切，再讀數(shù)。2. 平均脈寬tw：脈沖前后沿瞬時值為0.5Vm的對應(yīng)點之間的時間間隔稱為平均脈沖寬度。同上，只需將游標(biāo)從水平改為豎直。3. 重復(fù)周期T：相鄰兩個脈沖對應(yīng)點之間的時間間隔，倒數(shù)為重復(fù)頻率f。同2的測量方法。4. 上升時間tr：脈沖波形從0.1Vm上升到0.9Vm所需的時間。先調(diào)節(jié)波形至穩(wěn)定，按下GND按鈕，再用POSITION旋鈕將亮線調(diào)至中線，在通過CH1/CH2的VOLTS/DIV旋鈕先粗條再微調(diào)至波形占6格，再按下MAGX10按鈕，并調(diào)節(jié)POSITION旋鈕找到上升沿，再用TIME/DIV調(diào)節(jié)，然后用游標(biāo)來讀數(shù)。5. 下降時間tf：脈沖波形從0.9Vm下降到0.1Vm所需的時間。找到上升沿后按下scope按鈕即可找到下降沿。6. 占空比D：通常將平均脈寬tw與重復(fù)周期T的比值稱為占空比。同2的測量，再代入D=tw/TX100%。7. 頂部傾斜Vm：脈沖波形頂部下降的大小。實驗內(nèi)容：示波器和函數(shù)信號發(fā)生器的應(yīng)用1.觀察示波器的校準(zhǔn)信號：記錄校準(zhǔn)信號的波形，測出其幅度、周期。波形幅度（V）頻率（kHz）0.6011.00002.用示波器測量函數(shù)信號發(fā)生器輸出的正弦交流電壓的幅度、周期。調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器，使之輸出幅度為1Vp，頻率為10kHz的正弦電壓，記錄示波器測得的幅度、周期。幅度（V）頻率（kHz）2.261.00063.測量不同頻率下兩正弦交流電壓的相位差：實驗電路如圖2.471所示。輸入電壓是幅度為1Vp，頻率分別為10kHz和20kHz的正弦交流電壓，分別測輸入和輸出電壓的幅度以及他們之間的相位差。圖2.471頻率（kHz）幅度（V）相位差輸入輸出101.9151.59201.9051.134.測量函數(shù)信號發(fā)生器輸出的脈沖電壓的幅度、頻率、占空比。調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器，使幅度顯示為5Vp，頻率顯示為100kHz，占空比調(diào)節(jié)旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)到底，記錄示波器測得的幅度、周期（頻率）、占空比。幅度（V）周期（s）占空比9.210.011.6%5.測量脈沖波形的上升沿、下降沿。實驗電路如上圖2.471所示。V1是幅度為1Vp，頻率為5kHz的方形脈沖，記錄示波器測得的v1與vo的波形及其上升時間tr、下降時間tf。V1Votr（s）22.029.4tf（s）30.230.8波形6.研究示波器探頭“1”、“10”檔對測量結(jié)果的影響測量電路如圖2.481所示。輸入信號vi是幅度為1vp，頻率分別為100kHz、400kHz的正弦信號。分別用示波器探頭“1”、“10”檔測量輸出電壓vo，總結(jié)示波器輸入電容的影響和示波器探頭的用途。2.48 1頻率（kHz）輸出電壓vo1(V)10(mV)1000.90495.24000.61494.2示波器輸入電容的影響：若輸入電容為C，在“1”檔時示波器顯示為C，“10”顯示為C/10.示波器探頭的用途：探頭在信號源與示波器間建立通道，并能通過調(diào)節(jié)來改變輸入電阻與輸入電容。7.示波器測量直流電壓在圖2.481電路中，輸入加10V的直流電壓。用示波器分別測量輸入、輸出電壓值。輸入電壓vi（v）19.80輸出電壓vo（v）8.428.觀察函數(shù)發(fā)生器的直流偏移OFFSET功能，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器，使其輸出頻率為1kHz，幅度為5V的正弦波，用示波器（DC耦合）觀察該信號波形。然后順時針旋轉(zhuǎn)DFFSET旋鈕，觀察并記錄直流偏移為0（OFFSET旋鈕處于關(guān)斷位置）和最大、最小時的波形。注意在波形不失真的情況下測量。直流偏移波形0最小最大二端口網(wǎng)路參數(shù)的測量：為了簡單，下面的測試采用圖2.471所示的無源RC網(wǎng)路。1.測量圖2.471電路的輸入電阻（頻率為1kHz）。2.測量圖2.471電路的輸出電阻（頻率為1kHz）。3.測量圖2.471電路的電壓增益（頻率為1kHz）。4.測量圖2.471電路電壓增益的幅頻特性，確定fL、fH之值。Vi4.65VVi9.34VR15.1KRi5.06kVo9.00VVoL4.46VRL5.1KRo5.19KVo8.92VVi9.04VAv0.987f(Hz)Vo(V)Vi(V)Avf(kHz)Vo(V)Vi(V)AvfLfH幅頻特性曲線利用示波器X-Y工作方式，觀測圖一電路的電壓傳輸特性曲線。輸入信號vi時低電平為0V、高電平為5V，頻率200Hz的鋸齒波電壓。1.確定示波器掃描線零電平的位置將CH1、CH2探頭的“探針”和“地接夾子”都接在學(xué)習(xí)機(jī)地線端，調(diào)整示波器Y軸位移旋鈕，確定掃描線零電平位置。（可將CH1、CH2通道的零電平調(diào)整到同一水平線上）。2.用示波器測量信號發(fā)生器的輸出波形調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，使其輸出幅度為5V、頻率為200Hz的鋸齒波。（示波器輸入耦合方式選DC。信號發(fā)生器的輸出幅值以示波器讀書為準(zhǔn)）。3.在鋸齒波上疊加直流分量0V5V調(diào)節(jié)信號發(fā)生器OFFSET旋鈕，在鋸齒波上疊加直流分量，使鋸齒波信號的低電平為0V，高電平為5V。（見圖二）4.連接電路將以上鋸齒波電壓輸入于圖1分壓電路，同時將示波器的CH1探頭接到vi兩端、CH2探頭接到vo兩端。5.利用示波器X-Y工作方式測量電壓傳輸特性曲線將示波器的A方式改為X-Y方式，關(guān)閉CH1顯示。調(diào)整Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度，使電壓傳輸特性曲線清楚地顯示在屏幕上。6.記錄電壓傳輸曲線繪制電壓傳輸曲線于圖三，并標(biāo)注vi、vo的幅值，記錄示波器Y軸（CH1、CH2）的偏轉(zhuǎn)靈敏度。圖三思考題：1.調(diào)節(jié)FOCUS旋鈕。調(diào)節(jié)TRIG LEVER鍵與source鍵。調(diào)節(jié)TIME/DIV鍵。調(diào)節(jié)VOLTS/DIV鍵。2.第一個圖按下INTEN按鈕，在調(diào)節(jié)POSITION旋鈕。第二個圖把X-Y改為A模式。第三個圖再按下GND鍵。第四個圖把X-Y改為A模式。第五個圖調(diào)節(jié)TIME/DIV鍵。第六個圖調(diào)節(jié)VOLTS/DIV鍵。第七個第八個調(diào)節(jié)TIME/DIV鍵與VOLTS/DIV鍵。3.不是，亮度過高會減損機(jī)器壽命以及對觀測者的眼睛造成傷害。5.當(dāng)輸入只含交流信號時使用交流耦合，當(dāng)含有直流信號時使用直流耦合。當(dāng)信號中帶有直流分量時，調(diào)節(jié)耦合方式至DC。為保證測量精度，使用儀器時應(yīng)注意：1.示波器使用時調(diào)節(jié)亮度與聚